Motor axial

En 1911, la Macomber Rotary Engine Company de Los Ángeles comercializó uno de los primeros motores axiales de combustión interna, fabricado por la Avis Engine Company de Allston, Massachusetts . Era una unidad de cuatro tiempos, refrigerada por aire, con siete cilindros y una relación de compresión variable, que se modificaba cambiando el ángulo de la placa oscilante y, por lo tanto, la longitud de la carrera del pistón. ^{[ 3 ]} Se le denominó "motor rotativo" porque todo el motor giraba independientemente de las carcasas de los extremos.

El encendido se realizaba mediante un magneto Bosch accionado directamente por los engranajes del árbol de levas. La corriente de alto voltaje se dirigía a un electrodo fijo en la carcasa del cojinete delantero, desde donde saltaban las chispas a las bujías en las culatas al pasar a menos de 1,6 mm (1/16 de pulgada ) de él. Según la documentación de Macomber, se garantizaba que no se sobrecalentaría. 

Se afirmaba que el motor podía funcionar a entre 150 y 1500  rpm. A su velocidad normal de 1000  rpm, desarrollaba una potencia de 50  hp. Pesaba 100 kg (230 libras) y medía 710 mm (28 pulgadas) de largo por 480 mm (19 pulgadas ) de diámetro.   

El pionero de la aviación Charles Francis Walsh voló en mayo de 1911 un avión propulsado por un motor Macomber, el "Walsh Silver Dart". ^{[ 4 ]}

En 1913, Statax-Motor de Zúrich , Suiza, presentó un diseño de motor de plato oscilante. Solo se produjo un prototipo, que actualmente se conserva en el Museo de Ciencias de Londres . En 1914, la empresa se trasladó a Londres para convertirse en Statax Engine Company y planeó introducir una serie de motores rotativos : uno de 3 cilindros y 10  hp, uno de 5 cilindros y 40  hp, uno de 7 cilindros y 80  hp, y uno de 10 cilindros y 100  hp. ^{[ 5 ]}

Al parecer, solo  se produjo el diseño de 40 hp, que se instaló en un Caudron G.II para el Derby Aéreo Británico de 1914 , pero se retiró antes del vuelo. Hansen presentó una versión totalmente de aluminio de este diseño en 1922, pero no está claro si la produjeron en cantidad. La división alemana de Statax presentó versiones mucho mejoradas en 1929, que producían 42  hp en una nueva versión de válvula de camisa conocida como 29B . Greenwood y Raymond de San Francisco adquirieron los derechos de patente para EE. UU., Canadá y Japón, y planearon un motor de 5 cilindros de 100  hp y uno de 9 cilindros de 350  hp.

En 1917, Anthony Michell obtuvo patentes para su diseño de motor de plato oscilante. Su característica distintiva era el sistema de transferencia de carga de los pistones al plato oscilante, logrado mediante almohadillas deslizantes basculantes que se deslizaban sobre una película de aceite, similar a una bomba de pistones axiales . Otra innovación de Michell fue su análisis matemático del diseño mecánico, incluyendo la masa y el movimiento de los componentes, de modo que sus motores se encontraban en perfecto equilibrio dinámico a todas las velocidades.

En 1920, Michell fundó la Crankless Engines Company en Fitzroy (Australia) y produjo prototipos funcionales de bombas, compresores, motores de automóviles y motores aeronáuticos, todos basados ​​en el mismo diseño básico. ^{[ 6 ]}

El diseñador de motores Phil Irving trabajó para la empresa Crankless Engine Company antes de incorporarse a HRD .

Varias empresas obtuvieron una licencia de fabricación para el diseño de Michell. La más exitosa de ellas fue la empresa británica Waller and Son, que produjo compresores de gas. ^{[ 7 ]}

El motor sin cigüeñal más grande de Michell fue el XB-4070, un motor diésel para aviones construido para la Armada de los Estados Unidos. ^{[ 8 ]} Con 18 pistones, tenía una potencia nominal de 2000 caballos de fuerza y ​​pesaba 2150 libras.

A principios de la década de 1920, el estadounidense John O. Almen, de Seattle, Washington, construyó y probó motores experimentales de cilindro para uso aeronáutico. A mediados de la década, el Almen A-4 refrigerado por agua (18 cilindros, dos grupos de nueve opuestos horizontalmente cada uno) superó las pruebas de aceptación del Cuerpo Aéreo del Ejército de los Estados Unidos . Sin embargo, nunca se produjo en serie, supuestamente debido a la escasez de fondos y al creciente interés del Cuerpo Aéreo por los motores radiales refrigerados por aire . El A-4 tenía una superficie frontal mucho menor que los motores refrigerados por agua de potencia comparable, lo que ofrecía mejores posibilidades de aerodinámica. Tenía una potencia nominal de 425 hp (317 kW) y pesaba solo 749 libras (340 kg) , lo que proporcionaba una relación potencia/peso superior a 1:2, un logro de diseño considerable para la época. ^{[ 9 ]}   

Heraclio Alfaro Fournier fue un aviador español que fue nombrado caballero a los 18 años por el rey Alfonso XIII de España por diseñar, construir y pilotar el primer avión español. ^{[ 10 ]} Desarrolló un motor de cilindro para uso aeronáutico que posteriormente fue producido por la Indian Motorcycle Manufacturing Company como el Alfaro . Fue un ejemplo perfecto del diseño "incluir todo", ya que incorporaba un sistema de válvulas de camisa basado en una culata giratoria, un diseño que nunca llegó a producirse en ningún motor. Posteriormente, Stephen duPont, hijo del presidente de la Indian Motorcycle Company, quien había sido alumno de Alfaro en el Instituto Tecnológico de Massachusetts , lo desarrolló aún más para su uso en el helicóptero Doman . ^{[ 11 ]}

El motor axial Bristol de mediados de la década de 1930 fue diseñado por Charles Benjamin Redrup para la Bristol Tramways and Carriage Company ; era un motor de 7 litros, 9 cilindros y tipo plato oscilante. Originalmente fue concebido como una unidad de potencia para autobuses, posiblemente porque su formato compacto permitiría su instalación bajo el piso del vehículo. El motor tenía una sola válvula rotativa para controlar la admisión y el escape. Se utilizaron varias variantes en los autobuses Bristol a finales de la década de 1930, pasando por varias versiones del motor desde la RR1 hasta la RR4, que tenía una potencia de 145  hp a 2900  rpm. El desarrollo se detuvo en 1936 tras un cambio en la dirección de la empresa Bristol. ^{[ 12 ]}

Quizás el diseño más refinado fue el motor británico de plato oscilante Wooler de 1947. Este motor de 6 cilindros fue diseñado por John Wooler, más conocido como diseñador de motores de motocicletas, para su uso en aeronaves. Era similar al motor axial Bristol, pero tenía dos platos oscilantes, impulsados ​​por 12 pistones opuestos en 6 cilindros. A menudo se le denomina erróneamente motor de plato oscilante. ^{[ 13 ]} Un único ejemplar se conserva en la Galería de Aviones del Museo de Ciencias de Londres.

Algunos motores de barril pequeños fueron producidos por HLF Trebert Engine Works ^{[ 14 ]} de Rochester, Nueva York para uso marino.

El motor Dyna-Cam surgió originalmente de un diseño de los hermanos Blazer, dos ingenieros estadounidenses de la industria automotriz de la era del latón que trabajaron para Studebaker en 1916. Vendieron los derechos a Karl Herrmann, jefe de ingeniería de Studebaker, quien desarrolló el concepto durante muchos años, obteniendo finalmente la patente estadounidense 2237989 en 1941. ^{[ 15 ]} Tiene 6 pistones de doble extremo que trabajan en 6 cilindros, y sus 12 cámaras de combustión se encienden en cada revolución del eje de transmisión. Los pistones impulsan una leva sinusoidal, a diferencia de una placa oscilante o de plato oscilante, de ahí su nombre.

En 1961, a la edad de 80 años, Herrmann vendió los derechos a uno de sus empleados, Edward Palmer, quien fundó Dyna-Cam Engine Corp. junto con su hijo Dennis. El hijo de Edward, Dennis, y su hija Pat ayudaron a instalar el motor en un avión Piper Arrow . El motor voló durante aproximadamente 700 horas entre 1987 y 1991. Su motor de mayor duración funcionó durante casi 4000 horas antes de su revisión. Dyna-Cam abrió un centro de investigación y desarrollo alrededor de 1993 y ganó numerosos premios de la NASA, la Armada de los Estados Unidos, el Cuerpo de Marines de los Estados Unidos, la Comisión de Energía de California, el Distrito de Gestión de la Calidad del Aire y la Alianza Tecnológica Regional de Los Ángeles por diferentes variantes del mismo motor Dyna-Cam. El Grupo Herrmann construyó alrededor de 40 prototipos y el Grupo Dyna-Cam construyó otros 25 desde que adquirieron el motor y abrieron su taller. Se otorgó una nueva patente a Dennis Palmer y Edward Palmer, la primera en 1985 y varias más alrededor del año 2000 a Dennis Palmer. En 2003, los activos de Dyna-Cam Engine Corporation fueron adquiridos por Aero-Marine Corporation, que cambió su nombre a Axial Vector Engine Corporation . ^{[ 16 ]} Axial Vector rediseñó por completo el motor de leva. El nuevo motor de Axial Vector, como muchos de los otros en esta lista, sufre del problema de "ponerlo todo", incluyendo válvulas piezoeléctricas y encendido, camisas de cilindro de cerámica sin anillos de pistón y una variedad de otras características avanzadas. Tiene poca similitud con los motores originales Herrmann y Dyna-Cam, ya que el motor Dyna-Cam usaba válvulas, anillos de pistón y accesorios convencionales, no tenía materiales cerámicos no probados y de hecho voló en una aeronave y también impulsó una lancha de esquí "Eliminator" de 20 pies (6,1 m) durante más de cuatro años. 

La empresa británica Covaxe Limited (conocida como FairDiesel Limited hasta 2017) diseña motores diésel de dos tiempos con cilindros opuestos y levas no sinusoidales para aplicaciones industriales y aeronáuticas. Sus diseños de motores abarcan desde 2 cilindros con un  diámetro de 80 mm hasta 32 cilindros con  un diámetro de 160 mm. ^{[ 17 ]}

La empresa neozelandesa Duke Engines, fundada en 1993, ha creado varios motores diferentes e instaló uno en un automóvil en 1999. El motor utiliza una plataforma de motor de combustión interna de 5 cilindros, 3 litros y 4 tiempos con su disposición axial única, que se encuentra en su tercera generación. Debido a un diseño sin válvulas, el motor Duke pierde menos energía entre las carreras de potencia. ^{[ 18 ]} Los prototipos actuales de los motores Duke afirman igualar las características de los motores de combustión interna convencionales, pero con menos piezas y un 30 % más ligeros. Esto apunta al desarrollo de un motor más eficiente. Durante su desarrollo, el Duke ha sido probado en MAHLE Powertrain en el Reino Unido y en Estados Unidos; los resultados de las pruebas muestran que tiene capacidad para múltiples combustibles. ^{[ 19 ]} Las ventajas de ligereza y compacidad del motor Duke deberían hacer que este diseño sea ideal para motores de motocicletas; y estas ventajas podrían hacer que la planta motriz también sea adecuada para aeronaves ligeras. ^{[ 20 ]} (Hay pocos datos sobre si el motor Duke es suave; el eje principal tiene un gran contrapeso acoplado).

Un diseño clásico, de fabricación española, con pistones paralelos que trabajan en oposición, motor axial de plato oscilante de onda sinusoidal, con dos versiones en 2023: un prototipo del tamaño de un automóvil, con refrigeración líquida; y una  unidad de cuatro cilindros refrigerada por aire, 125 cc, 22 CV, 4,5 kg, destinada a drones y grandes aeromodelos, en fase de preproducción. ^{[ 21 ]}

El Módulo de Energía Cilíndrica (CEM) es un motor de plato oscilante de onda sinusoidal que también puede utilizarse como bomba independiente, alimentada por una fuente externa. El conjunto del rotor del plato oscilante giratorio se mueve hacia adelante y hacia atrás mediante pasadores de accionamiento de pistón, que siguen una pista de leva sinusoidal fija que rodea el conjunto del rotor.

El CEM fue diseñado por el inventor estadounidense Eddie Paul , originalmente para su uso en bombas contra incendios . Posteriormente se adaptó para su uso en automóviles y se planeó su uso en el proyecto Duesenberg Torpedo Coupe, que finalmente no se realizó, en 2005. Como motor del Coupe, el CEM giraría sobre un eje, aspirando combustible y proporcionando autolubricación, y era capaz de funcionar con gasolina o diésel . Además, supuestamente generaría solo 1/6 del calor de un motor convencional, lo que significa que la refrigeración por aire sería suficiente. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

La empresa estadounidense Devize Motors está desarrollando un nuevo motor que utiliza pistones opuestos. ^{[ 24 ]}